矩阵转置模板答案

【问题标题】：matrix transpose template矩阵转置模板
【发布时间】：2016-04-05 02:25:09
【问题描述】：

当我尝试使用模板编写矩阵转置代码时，出现以下错误。

错误 1 错误 C2248: 'Matrix::elements' : 无法访问在类 'Matrix' 中声明的私有成员

谁能告诉我如何解决这个错误？

//Matrix.h
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;

template<class T, int m, int n>
class Matrix;


template<class T, int m, int n>
class Matrix
{
vector<vector<T>> elements;
int nrow;
int ncol;

public:
Matrix();
~Matrix();
void print();

Matrix<T, n, m> transpose();

};

template<class T, int m, int n>
Matrix<T, m, n>::Matrix() : nrow(m), ncol(n)
{
for (int i = 0; i < nrow; i++){
    vector<T> row(ncol, i);
    elements.push_back(row);
}
}

template<class T, int m, int n>
Matrix<T, m, n>::~Matrix(){}

template<class T, int m, int n>
Matrix<T, n, m> Matrix<T, m, n>::transpose(){
Matrix<T, n, m> m;
for (int i = 0; i < nrow; ++i){
    for (int j = 0; j < ncol; ++j){
        m.elements[j][i] = elements[i][j];
    }
}
return m;
}

template<class T, int m, int n>
void Matrix<T, m, n>::print()
{
for (int i = 0; i < nrow; i++){
    for (int j = 0; j < ncol; j++)
    {
        cout << elements[i][j] << " ";
    }
    cout << endl;
}
}

//main.cpp

#include "Matrix.h"
using namespace std;

int main()
{
Matrix<int, 3, 2> a;
Matrix<int, 3, 2> b;
Matrix<int, 2, 3> c;
c = a.transpose();
c.print();
}

【问题讨论】：

您对模板参数和变量都使用了m。让它们与众不同。

标签： c++ templates matrix

【解决方案1】：

Matrix<T, n, m> 和Matrix<T, m, n> 在m != n 时是完全不同的类。这意味着您无法在Matrix<T, m, n>的成员函数中访问Matrix<T, n, m>的私有成员。

您可以添加好友声明来解决问题：

template<class T, int m, int n>
class Matrix
{

    vector<vector<T>> elements;
    int nrow;
    int ncol;

    public:
    Matrix();
    ~Matrix();
    void print();

    Matrix<T, n, m> transpose();

    friend class Matrix<T, n, m>;
    ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
};

【讨论】：

【解决方案2】：

问题是Matrix<T, m, n> 和Matrix<T, n, m> 是不同的类，而m 和n 不一样。一个不能访问另一个的private 成员。您可以通过提供public 成员函数来避免访问问题，这些函数提供对private 成员变量的访问。

如果m 和n 相同，您将不会注意到问题。

【讨论】：

【解决方案3】：

错误在于代码中的以下函数：

template<class T, int m, int n>
Matrix<T, n, m> Matrix<T, m, n>::transpose() {
    Matrix<T, n, m> m;
    for (int i = 0; i < nrow; ++i) {
        for (int j = 0; j < ncol; ++j) {
            m.elements[j][i] = elements[i][j];
        }
    }
    return m;
}

错误的原因是您正在创建一个新的矩阵m。在这个矩阵元素是一个私有变量，因此你不能访问它。我建议要么创建一个公共 getter 函数来返回指向元素的指针，要么将元素设为公共变量（但这可能不是很好的风格，因为它不封装数据）。

你的 getter 函数可以很简单：

vector<vector<T> >* get_elements_ptr() {
    return &elements;
}

您的有问题的函数应该如下所示：

template<class T, int m, int n>
Matrix<T, n, m> Matrix<T, m, n>::transpose() {
    Matrix<T, n, m> m;
    for (int i = 0; i < nrow; ++i) {
        for (int j = 0; j < ncol; ++j) {
            m.get_elements_ptr()->at(j)[i] = elements[i][j];
        }
    }
    return m;
}

这将解决您的问题。但是，在旁注中，我认为您的项目设计可以稍微调整一下，以完全避免在另一个 Matrix 对象中包含一个 Matrix。您是否考虑过使用指向动态分配的 Matrix 的指针？这将大大减少程序的复制量，并大大提高程序的内存和运行时效率。

希望这会有所帮助！

【讨论】：